内容正文:
课时 2 酶的特性
基础巩固
1. 下图表示过氧化氢分解的过程, 实验说明酶具有的特性是 ( )
第 1 题
A. 专一性
B. 高效性
C. 多样性
D. 酶的作用条件较温和
【答案】B
【解析】分析题图曲线可知, 该实验的自变量是催化剂的种类, 未加酶的实验作为空白对照, 与加入无机催化剂相比, 加入酶的实验组最先达到平衡点, 说明酶的催化作用具有高效性。
2. (教材改编题) 如图所示为酶促反应示意图,下列叙述正确的是 ( )
第 2 题
A. 多酶片含有多种消化酶,咀嚼后服用效果更佳
B. 酶具有高效性,一种酶只能催化一种生化反应
C. 酶的活性中心与底物结合后为反应提供活化能
D. 酶与底物结合时构象发生变化,脱离后构象恢复
【答案】D
【解析】多酶片含有多种消化酶,消化酶的化学本质大多是蛋白质, 咀嚼后服用, 会被蛋白酶分解, 所以不利于酶充分与底物结合, A 错误; 酶具有专一性, 一种酶只能催化一种或一类生化反应, B 错误; 酶通过降低化学反应活化能提高反应速率, C 错误; 据图可知, 酶与底物结合时构象发生变化, 产物与酶脱离后, 酶的结构恢复到原状, D 正确。
3. 下列关于酶的专一性的叙述, 错误的是 ( )
A. 催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶
B. 每一种酶只能催化一种化学反应的进行
C. 肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的多肽的水解
D. 过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解, 不能催化其他化学反应
【答案】
【解析】唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质,故能催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶, A 正确; 一种酶只能催化一种或一类反应, B 错误; 肽酶可以破坏肽键, C 正确; 过氧化氢酶催化的底物只能是过氧化氢, 因为酶具有专一性, D 正确。
4. 下列关于酶的叙述,正确的是 ( )
A. 低温会破坏酶的空间结构导致永久失活
B. 酶的催化效率一定比无机催化剂的高
C. 酶在细胞内和细胞外都能发挥作用
D. 酶能给化学反应提供活化能
【答案】C
【解析】低温下酶不会变性失活,高温、pH 过高或过低都会使酶变性失活, A 错误; 酶的催化作用需要适宜条件, 在不适宜条件下, 酶的催化效率不一定比无机催化剂高, B 错误; 只要条件适宜, 酶在细胞内和细胞外都能发挥作用, 如唾液淀粉酶在口腔中就能发挥作用,C正确;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,而不是提供活化能,D 错误。
5. 生物体内的化学反应都需要在酶的催化下才能正常进行。关于酶的说法,正确的是( )
A. 同种酶在不同温度下酶活性可能相同
B. 酶的基本单位是氨基酸或脱氧核苷酸
C. 酶在发挥作用时会发生空间结构的改变, 一般只能使用一次
D. 低温会使酶的活性降低,故酶一般放在酶促反应的最适温度下保存
【答案】A
【解析】每种酶都有一个最适温度, 在这个温度下酶的活性最高, 当温度偏离这个最适温度时, 酶的活性会降低, 因此同种酶在不同温度下酶活性可能相同,A 正确;大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA,因此酶的基本单位是氨基酸或者核糖核苷酸, B 错误; 酶在发挥作用时会因为与底物结合而发生空间结构的改变, 但由于在化学反应前后性质不变, 故一般可以多次使用, C 错误; 低温会抑制酶的活性, 升高温度后, 酶活性可以恢复, 因此酶一般放在低温下保存, D 错误。
6. 下表为某生物兴趣小组的实验设计思路,其中的“+”表示有该物质,“-”表示无该物质。 相关叙述错误的是 ( )
实验所用试剂
试管 A
试管 B
试管 C
试管 D
质量分数 2% 的可溶性淀粉溶液
+
+
-
-
质量分数 2% 的蔗糖溶液
-
-
+
+
唾液淀粉酶溶液
+
-
+
-
蔗糖酶溶液
-
+
-
+
A. 该实验的自变量是酶和底物的种类
B. 试管 A 和 B 中加入淀粉的量无须相同
C. 可用斐林试剂检测四组试管的反应情况
D. 该实验可用于探究酶是否具有专一性
【答案】B
【解析】实验的自变量是酶的种类(如淀粉酶与蔗糖酶) 或底物种类(如淀粉与蔗糖),A 正确;试管 A 和 B 中淀粉的量属于无关变量, 必须相同, 否则会影响实验结果, B 错误; 淀粉和蔗糖均属于非还原糖,而二者的水解产物均为还原糖,故可以用斐林试剂检测反应情况,C正确;通过比较不同酶对相应底物的催化作用(如淀粉酶分解淀粉、蔗糖酶分解蔗糖), 可验证酶的专一性, D 正确。
7. 下列关于酶的相关实验, 叙述正确的是 ( )
A. 验证酶具有高效性时,可以一组加酶,另一组加等量的蒸馏水
B. 当用蔗糖和淀粉作为底物验证淀粉酶的专一性时,一般不使用碘液进行鉴定
C. 探究 对酶活性的影响时,建议使用淀粉酶进行实验
D. 探究温度对酶活性的影响时, 可使用过氧化氢酶进行实验
【答案】B
【解析】验证酶具有高效性时, 可以一组加酶, 另一组加等量的无机催化剂, A 错误; 若用淀粉和蔗糖来验证淀粉酶的专一性, 淀粉酶可以催化淀粉水解为葡萄糖, 加碘液后不变蓝, 蔗糖无论水解与否都不与碘液发生颜色反应, 都不变蓝, 正确; 在探究 对酶活性的影响时,选用试剂为过氧化氢与过氧化氢酶,因淀粉在酸性条件下也会水解, 错误; 过氧化氢的分解受温度影响,因此过氧化氢酶不适用于探究温度对酶活性影响的实验,D 错误。
8.(教材改编题)下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。 下列选项错误的是( )
第 8 题
A. 图中 段表示随着反应物浓度的增加, 反应速率不断加快
B. 图中 BC 段表示反应速率不再随反应物浓度的增加而升高
C. 如果从 A 点开始温度适当升高,图中 B 点会上移
D. 如果在 B 点时向反应混合物中加入少量同样的酶, B 点会上移
【答案】C
【解析】据图分析,实验的自变量是反应物浓度,因变量是反应速率,据图可知,图中 段表示随着反应物浓度的增加,反应速率不断加快,A 正确;由图可知,BC 段表示反应速率不再随反应底物浓度的增加而增加,B 正确;该实验在最适温度下进行,如果从 点开始温度适当升高,酶的活性下降,反应速率下降,则曲线 点会下移, 错误; 点后,反应物浓度增加, 反应速率不再增加的原因是酶的数量有限, 如果在 B 点时向反应混合物中加入少量同样的酶, 酶的数量增加,反应速率加快,D 正确。
9. 诱导契合学说指出, 酶的活性部位并非固定不变, 当底物与酶的活性部位结合时, 酶的活性部位会发生构象变化, 这种变化使酶的活性部位与底物结构互补形成 SE 复合体, 从而实现高效催化。酶与底物的这种动态识别过程称为诱导契合。根据这一学说,下列说法错误的是 ( )
第 9 题
A. 图甲和图乙两个模式图, 图乙更符合诱导契合学说
B. 酶活性部位结构适当改变,可能提升酶的活性
C. 诱导契合学说说明酶不具有专一性
D. 通道蛋白和载体蛋白也会通过构象的改变完成运输功能
【答案】C
【解析】图乙酶的活性部位发生了构象变化, 由此可知图甲和图乙两个模式图, 图乙更符合诱导契合学说, A 正确; 题干信息:酶的活性部位并非固定不变,当底物与酶的活性部位结合时, 酶的活性部位会发生构象变化, 这种变化使酶的活性部位与底物结构互补, 从而实现高效催化; 可见酶活性部位结构适当改变,可能提升酶的活性,B 正确;诱导契合学说指出,酶的活性部位会与底物结合并发生构象变化,这种变化使酶的活性部位与底物结构互补形成 复合体,从而实现高效催化,这恰恰说明了酶具有专一性,C 错误;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时, 不需要与通道蛋白结合, 但构象会发生改变, 载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过, 而且每次转运时都会发生自身构象的改变,D 正确。
10. 多酶片是一种可以治疗消化不良、食欲不振的药物,如图所示是多酶片的结构模式图。 下列相关叙述正确的有 ( )
第 10 题
A. 胃蛋白酶能水解多种蛋白质,说明其不具有专一性
B. 多酶片进入小肠后,胃蛋白酶的活性会增强
C. 儿童服用多酶片时,可以先用热水化开再让其服用
D. 胃蛋白酶进入小肠后可能会被胰蛋白酶水解
【答案】D
【解析】胃蛋白酶能水解多种蛋白质, 催化底物为蛋白质,不能催化其他物质水解,能体现酶的专一性,A 错误;胃蛋白酶的最适pH大约是 2,小肠内的pH大约是 7.6,多酶片进入小肠后,胃蛋白酶的活性会减弱,B 错误;热水会破坏酶的空间结构,酶的功效会丧失,因此儿童服用多酶片时,不可以用热水化开再让其服用,C错误;胃蛋白酶的化学本质是蛋白质,进入小肠后变性失活,可能会被胰蛋白酶水解,D 正确。
综合运用
11. 20 世纪 60 年代以前,医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的, 60 年代以后改用酶法生产。 a、b、c 三种淀粉酶在某支链淀粉分子上的水解位点如图所示。下列有关叙述正确的是 ( )
第 11 题
A. 淀粉酶的组成元素和淀粉一样,都是 、 H、O
B. 淀粉酶 b、c 分别水解淀粉时,都可获得葡萄糖
C. a、b、c 三种酶水解位点不一样体现了酶具有专一性
D. a、b、c三种酶催化淀粉水解时提供的活化能不同
【答案】C
【解析】淀粉酶是蛋白质,组成元素主要为 等,淀粉是糖类,组成元素是 错误;淀粉酶 水解淀粉时,得到的是二糖,得不到葡萄糖,淀粉酶 水解淀粉时,可得到葡萄糖,B错误; 、 、 三种酶水解位点不一样,说明酶利用特定位点与底物结合,体现了酶具有专一性,C 正确; 、 、 三种酶催化淀粉水解时的作用是降低化学反应的活化能,都不能提供活化能,D 错误。
12. 菠萝蛋白酶存在于菠萝细胞内, 能损伤口腔黏膜导致人在食用过程中产生疼痛感。研究人员探究了在不同温度和 浓度的环境中浸泡菠萝对菠萝蛋白酶活性的影响, 结果如图所示。以下分析错误的是 ( )
甲
第 12 题
A. 菠萝蛋白酶能催化口腔黏膜的蛋白质分解
B. 该酶到达胃部后空间结构可能会发生改变
C. 高盐浓度可以降低菠萝蛋白酶的活性
D. 建议食用前用 40°C 的盐水浸泡菠萝
【答案】 D
【解析】酶具有专一性,菠萝蛋白酶能催化口腔黏膜的蛋白质分解, 因此能损伤口腔黏膜导致人在食用过程中产生疼痛感,A正确;胃液的pH为 2.2 左右,过酸会使酶的空间结构遭到破坏,因此该酶到达胃部后其空间结构可能会发生改变,B正确;据图乙可知,随着 浓度的升高,菠萝蛋白酶的活性降低,因此高盐浓度可以降低菠萝蛋白酶的活性,C 正确;由图甲可知,菠萝蛋白酶的最适温度为 40 °C 左右,食用前在此温度下浸泡菠萝,该菠萝蛋白酶的活性高,食用后对口腔黏膜的破坏作用最大,因此不建议食用前在此温度下浸泡菠萝,D错误。
13. 如图所示是某课外活动小组探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图 (实验中用盐酸创设酸性条件,盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述正确的是 ( )
第 13 题
A. 实验的自变量是 后淀粉剩余量,因变量是
B. 为 1 时有淀粉水解,则过酸条件下酶没有失活
C. 为 3 时酶的活性小于 为 9 时酶的活性
D. 与盐酸相比,淀粉酶降低反应活化能的作用要弱
【答案】 C
【解析】据图分析,横坐标为不同的 ,纵坐标为淀粉剩余量,所以实验的自变量是 ,因变量是 后淀粉剩余量, A 错误; 根据题干信息已知盐酸能催化淀粉水解,所以 为 1 时有淀粉水解, 应该是盐酸的作用, 并不能说明酶没有失活,B错误;据图示可知 为 3 和 为 9 条件下淀粉剩余量相等,而因为淀粉在酸性条件下易分解,因此 为 3 条件下的酶活性小于 为 9 条件下的酶活性,C 正确;比较 为 1 和 为 7 的实验结果可知, 为 7 的条件下淀粉的剩余量小于 为 1 条件下淀粉的剩余量,故说明与盐酸相比,淀粉酶降低反应活化能的作用更显著,D错误。
14. 用某种酶进行有关实验的结果如图所示, 下列有关说法错误的是 ( )
第 14 题
A. 由图甲可知该酶的最适催化温度为
B. 图乙和图丁能说明该酶一定不是胃蛋白酶
C. 由图丁实验结果可知酶具有专一性
D. 由图丙可知 和 对该酶的影响不同
【答案】A
【解析】分析题图甲,说明在这三个温度中, 比较适宜,但不能说明该酶的最适催化温度为 错误; 分析题图乙曲线可知,酶的最适 为 7,而胃蛋白酶的最适宜 是 2 左右,由图丁可知,该酶能分解麦芽糖,应该是麦芽糖酶, 所以该酶一定不是胃蛋白酶, B 正确; 由图丁知, 该酶能分解麦芽糖, 不能分解蔗糖, 说明酶具有专一性, C 正确; 由图丙实验结果可知 可提高酶的催化效率,而 可抑制酶的催化效率,D 正确。
15.(多选)某同学用淀粉溶液、淀粉酶、碘液等探究温度对淀粉酶活性的影响。实验结果如图所示,吸光值 与淀粉-碘分子络合物的浓度成正相关,相关叙述错误的有 ( )
第 15 题
A. 先将各组淀粉和淀粉酶溶液分别在相应的预设温度下保温 后再混合
B. 0°C 和 100°C条件下淀粉酶的空间结构发生改变,淀粉酶变性失活
C. 淀粉溶液、淀粉酶、碘液等也常用于探究 pH 对淀粉酶活性的影响
D. 根据实验结果推测 左右时吸光值 最小, 淀粉酶的活性最低
【答案】BCD
【解析】探究温度对酶活性的影响时, 应先将淀粉酶溶液和淀粉溶液分别控制到相同温度保温 后再混合, A 正确;0°C时,淀粉酶活性受到抑制,而不是失活,100°C条件下淀粉酶的空间结构发生改变,淀粉酶变性失活,B错误;由于pH 对淀粉自身水解有影响,故不能用淀粉溶液、淀粉酶、 碘液等来探究 pH 对淀粉酶活性的影响,C 错误;根据实验结果推测 左右时溶液的吸光值最小,说明被水解的淀粉最多, 淀粉酶的活性最强, D 错误。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
题号
13
14
15
答案
拓广探索
16. 为探究 对过氧化氢酶活性的影响,科研人员以质量分数为 20% 的新鲜的肝脏研磨液进行如下探究实验:
① 设计如图甲所示实验装置五组,并对注射器分别编号 、 。
第 16 题
② 注射器 分别吸取 为 5.0、 6.0、7.0、8.0、9.0 的缓冲液和 的新鲜的肝脏研磨液,注射器 分别吸取 溶液。
③ 按图示用带有止水夹的硅胶管分别连接注射器 和 。打开止水夹,将注射器 中的液体匀速推至注射器 中,立即关闭止水夹,分别记录注射器 中活塞的起始刻度。
④ 每隔 读取每组注射器 中活塞移动的刻度 1 次,记录结果,直到活塞不再移动。 请回答下列问题:
(1)该实验的自变量是_____,因变量是_____。
(2)酶发挥作用时,会与一种或一类底物形成酶一底物复合物,这是酶具有_____特性的基础。除了 外,影响酶促反应的因素还有_____(至少写出两点)。一般不用 为材料探究温度对过氧化氢酶活性的影响, 原因是__________。
(3)预测本实验pH为7.0的组别中,随反应时间的延长,反应速率会_____, 原因是 。
(4)有同学质疑上述实验方案的设计缺少对照实验,你是否同意该同学观点?_____,理由是_____。
(5)临床上常采用荧光法测定人体的血液等组织中过氧化氢酶活性,作为某些疾病诊断指标,其检测关键步骤及原理如图乙所示。由图乙可知, 过氧化氢酶的活性与荧光强度呈_____(选填“正相关”或“负相关”),第一步进行的时间过长会影响实验的准确性,原因是__________ 。
第一步: 过氧化氢酶催化分解
过氧化氢酶
第二步: 剩余的 氧化邻苯二胺,
产生 2,3-二氨基吩嗪
乙
第 16 题
【答案】(1)pH 过氧化氢酶活性或单位时间内产生 的速率或气泡产生速率 (2) 专一 温度、底物浓度、酶浓度等 分解受温度影响较大或高温会使 分解 (3) 逐渐下降 底物逐渐消耗完 (4) 不同意 上述实验方案中各组属于相互对照 (5) 负相关 反应时间过长, 过氧化氢被分解完, 检测时无荧光释放, 无法检测酶活性
【解析】(l)为探究 pH 对过氧化氢酶活性的影响,该实验的自变量是 pH,因变量为过氧化氢酶活性 (单位时间内产生 的量)。(2) 酶发挥作用时,会与一种或一类底物形成酶一底物复合物, 这是酶具有专一性的基础。除了 外,影响酶促反应的因素还有温度、底物浓度、酶浓度等,由于 分解受温度影响较大 (高温会使 分解),一般不用 为材料探究温度对过氧化氢酶活性的影响。(3)随反应时间的延长,底物逐渐消耗完, 为 7.0 的组别中反应速率会逐渐下降。
(4)上述实验方案中各组属于相互对照,不需要再设置对照组,所以不同意该同学的观点。(5) 与邻苯二胺反应的产物在波长为 下有荧光释放,过氧化氢酶的活性越高,剩下的 越少,故过氧化氢酶的活性与荧光强度呈负相关, 由于反应时间过长, 过氧化氢被分解完, 检测时无荧光释放,无法检测酶活性,所以第一步进行的时间过长会影响实验的准确性。
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